¿Cómo respira un bosque?

¿Cómo respira un bosque? Está en los libros de texto, pero científicos de la Universidad de Arizona han querido medirlo sobre el terreno y su investigación ha deparado algunas sorpresas. Usando sofisticada tecnología, con torres de flujo y nueva instrumentación capaz de medir con precisión dos tipos diferentes (isótopos) de dióxido de carbono en el aire, los científicos han tenido éxito en la medición de los procesos por los cuales un bosque entero respira. El equipo de investigadores, dirigidos por Richard Wehr y Scott Saleska, de la Universidad de Arizona, obtuvo así mediciones detalladas a largo plazo de las tasas de respiración y la fotosíntesis de un bosque caducifolio templado durante el día y la noche.

Según cuentan los investigadores en la revista «Nature», los árboles «exhalan» menos dióxido de carbono durante el día de lo que se pensaba y la fotosíntesis del bosque no disminuye durante el verano.

Los resultados cierran una brecha en nuestra comprensión del ciclo del carbono entre los ecosistemas terrestres y la atmósfera y podrían ser útiles en la fabricación de modelos más precisos para predecir los efectos a largo plazo del cambio climático global.

«Hemos visto cómo todo un ecosistema de bosque consume y produce dióxido de carbono, el principal gas de efecto invernadero vinculado al calentamiento inducido por el hombre», dice Richard Wehr, investigador asociado en el laboratorio de Saleska, en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva de la Universidad de Arizona. «Si queremos predecir con mayor precisión cómo la perturbación humana va a impactar en el CO2 atmosférico y, por lo tanto, en el clima, tenemos que comprender mejor cómo los bosques absorben y liberan carbono», explica el investigador.

Los bosques consumen CO2 mediante la fotosíntesis, que permite transformar el CO2 en materia orgánica gracias a la energía de la luz solar. Las plantas solo pueden hacerlo durante el día. Pero de día y de noche, plantas, microbios y animales, como los seres humanos, producen dióxido de carbono por la respiración, que es la descomposición de la materia orgánica (alimentos) para obtener energía, liberando CO2 en el proceso.

Revisar conocimientos

Desde hace décadas los científicos han tratado de ser capaces de forma separada la producción de dióxido de carbono de los bosques (respiración) y el consumo (fotosíntesis). Hasta ahora lo habían hecho basándose en mediciones simples y algunas suposiciones razonables, pero no probadas. Este estudio es el primero en separar la cantidad con la que cada uno de los dos procesos contribuye al ciclo del carbono entre el bosque y la atmósfera durante días, meses y años.

Y los datos han revelado que algunas de las creencias convencionales utilizadas como base en los modelos climáticos necesitan ser revisadas. Así, por ejemplo, Wehr explica que como por lo general las tasas de respiración aumentan con la temperatura, los modelos recogen que los bosques respiran más durante el día que por la noche. «Y resulta que no es el caso: la respiración del bosque es al menos un 50% menor durante el día que durante la noche en el final de la primavera y principios del verano», matiza el investigador.

Además, se creía también que en los bosques de hoja caduca de las zonas templadas la fotosíntesis era menor y cada vez menos eficiente a medida que avanzaba el verano. Sin embargo, el nuevo estudio confirmó que los árboles caducifolios templados son diferentes: el bosque consume CO2 del mismo modo cuando las hojas son viejas como cuando son nuevas.

Torres de medición

Los autores utilizaron instrumentos altamente sensibles montados en torres, así como cámaras de suelo para medir continuamente la relación de dos isótopos de carbono, que se diferencian por su masa atómica. Se midieron las cantidades de los dos isótopos en el aire, cerca del suelo y por encima del dosel en un bosque de roble y arce rojos en Cambridge (Massachusetts) entre 2011 y 2013.

Debido a que la fotosíntesis, pero no la respiración, prefiere el isótopo de carbono más ligero, los investigadores pudieron detectar los flujos de carbono de cada uno de los dos procesos por separado midiendo la proporción de los dos isótopos de carbono. «Si una ráfaga de aire contiene una proporción de isótopos de uno entre «30.000, podemos detectarlo», dice Wehr. «Eso es como darse cuenta de que una persona es más alta que otra por el grosor de un cabello humano al pasar delante de ti».

Los autores del estudio dicen que los resultados deberían ayudar a mejorar los modelos diseñados para predecir el clima. «Gracias a los bosques que capturan una parte del carbono que estamos emitiendo por la quema de combustibles fósiles, el cambio climático inducido por el hombre está ocurriendo más lentamente», dice Scott Saleska. «Sin embargo, con el fin de entender lo que los bosques van a hacer en los próximos 50 o 100 años, tenemos que hacer un mejor trabajo en la comprensión de cómo la fotosíntesis y la respiración del bosque responden por separado a los cambios del tiempo y del clima».